蒸发器的结构与设计(DOC)
主冷凝蒸发器内部结构
主冷凝蒸发器内部结构主冷凝蒸发器是一种用于冷凝蒸发过程的设备，它主要由壳体、蒸发管束、冷凝管束、分离器、进出口管道和支撑件等组成。
下面将对主冷凝蒸发器的内部结构进行详细介绍。
1. 壳体：主冷凝蒸发器的壳体是整个设备的外壳，它通常由高强度的金属材料制成，例如不锈钢或碳钢。
壳体内部是一个密闭的空间，用于容纳蒸发管束和冷凝管束等组件。
2. 蒸发管束：蒸发管束是主冷凝蒸发器的核心部件之一，它由许多平行排列的蒸发管组成。
这些蒸发管通常是由高导热性的金属材料制成，例如铜或铝。
蒸发管的内壁表面通常有螺旋或鳍片等结构，以增加传热面积，提高传热效率。
热源通过蒸发管内流动，使工质在管内蒸发，从而吸收热量。
3. 冷凝管束：冷凝管束是主冷凝蒸发器的另一个核心部件，它与蒸发管束相对应。
冷凝管束通常也由许多平行排列的冷凝管组成，冷凝管的材料和结构与蒸发管类似。
冷凝管的作用是将蒸发过程中吸收的热量释放出来，使工质在管内冷凝为液体。
4. 分离器：分离器位于主冷凝蒸发器的顶部，用于将蒸发过程中产生的蒸汽和液体分离。
分离器通常由多个平行的分离板或分离层组成，蒸汽从上方通过分离器离开，而液体则通过下方的出口排出。
分离器的设计使得蒸汽和液体能够有效分离，从而提高主冷凝蒸发器的工作效率。
5. 进出口管道：主冷凝蒸发器通常有两个管道，一个用于进入工质的供液管道，另一个用于排出蒸汽的排气管道。
进出口管道通常连接到壳体的一侧，通过管道与蒸发管束和冷凝管束相连。
6. 支撑件：支撑件用于支撑和固定主冷凝蒸发器的各个组件，保证设备的稳定性和安全性。
支撑件通常由金属材料制成，结构坚固可靠。
以上是主冷凝蒸发器的主要内部结构。
其工作原理是通过蒸发管束和冷凝管束之间的热量传递，使工质在蒸发过程中吸收热量，然后在冷凝过程中释放热量。
主冷凝蒸发器在化工、制药、食品等行业中被广泛应用，能够有效提高能源利用率和生产效率。
几种蒸发器的结构及工作原理
几种蒸发器的结构及工作原理蒸发器主要由加热室及分离室组成。
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器中央循环管式蒸发器，加热室由垂直管束组成，管束中央有一根直径较粗的管子。
细管内单位体积溶液受热面大于粗管的，即前者受热好，溶液汽化得多，因此细管内汽液混合物的密度比粗管内的小，这种密度差促使溶液作沿粗管下降而沿细管上升的连续规则的自然循环运动。
粗管称为降液管或中央循环管，细管称为沸腾管或加热管。
为了促使溶液有良好的循环，中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40％一100％。
管束高度为1—2m；加热管直径在25～75mm之间、长径之比为20～40。
中央循环管蒸发器是从水平加热室、蛇管加热室等蒸发器发展而来的，相对于这些老式蒸发器而言，中央循环管蒸发器具有溶液循环好、传热效率高等优点；同时由于结构紧凑、制造方便、操作可靠，故应用十分广泛，有“标准蒸发器”之称。
但实际上由于结构的限制，循环速度一般在0.4～0.5m／s以下；且由于溶液的不断循环，使加·热管内的溶液始终接近完成液的浓度，故有溶液粘度大、沸点高等缺点；此外，这种蒸发器的加热室不易清洗。
中央循环管式蒸发器适用于处理结垢不严重、腐蚀性较小的溶液。
(二)悬筐式蒸发器悬筐式蒸发器是中央循环管蒸发器的改进。
加热蒸汽由中央蒸汽管进入加热室，加热室悬挂在器内，可由顶部取出，便于清洗与更换。
包围管束的外壳外壁面与蒸发器外壳内壁面间留有环隙通道，其作用与中央循环管类似，操作时溶液形成沿环隙通道下降而沿加热管上升的不断循环运动。
刮板式薄膜蒸发器
4.低温蒸发 由于蒸发筒体内能维持较高的真空度，被处理物料的沸点大大降低，因此
特别适合热敏性物料的低温蒸发。
5.过流时间短 物料在蒸发器内的过流时间很短，小于10秒左右；对于
图6 1-加热管 2-导流管 3-齿缝
3、转子
安装在蒸发器筒体内的转子 由转轴与转架组成。转子由 电机、减速机驱动，并带动 刮板作圆周运动。转架采用 不锈钢精密铸件加工而成， 使其强度、几何尺寸、稳定 性等都得到有效保证。
图7-挠性转子结构简图
4、刮板
由于刮板的运动，将物料不断地在 蒸发面上刮成薄膜，以达到薄膜蒸 发的效果。
刮板式薄膜蒸发器
唐凯雄
目录
• 一：刮板式蒸发器的结构 • 二：工作原理 • 三：主要结构及其特点 • 四：刮板式蒸发器的性能特点 • 五：应用领域 • 六：具体事例及其改进
一、刮板式薄膜蒸发器结构图
• 1-电机、减速器 • 2-上端机械密封 • 3-分离桶 • 4-扑沫器 • 5-分布器 • 6-转子 • 7-刮板 • 8-夹套 • 9-筒体 • 10-底封体 • 11-下端密封
常用的活动刮板而言，其刮动物料的端面有导流的沟槽(见图5)， 其斜角通常为45°，改变斜角的角度，可改变物料的过流时间， 物料在刮板的刮动下，呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间， 有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。
图11-刮板端面导液槽 6.可利用低品位蒸汽
蒸汽是常用的热介质，由于降低了物料的沸点，在保证相同Δt的条件下， 就可降低加热介质的温度，利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。特别 适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。
蒸发器壳程和管程
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三效蒸发器构造
三效蒸发器构造三效蒸发器是一种高效的分离装置，主要用于浓缩溶液或纯化稀溶液。
三效蒸发器的构造包括主蒸发器、副蒸发器和余热锅三个部分。
主蒸发器是三效蒸发器的核心组件之一，其内部包括多级蒸发器和多级分离器。
在多级蒸发器中，溶液经过依次布置的蒸发器单元，逐渐蒸发浓缩。
每个蒸发器单元由一个加热器和一个蒸发器组成，通过热交换作用将溶液中的热量转移到待浓缩的溶液中。
蒸发器内部通常有导流板，可以提高蒸发效率和液滴分离效果。
在多级分离器中，已蒸发的水蒸汽和浓缩液被进一步分离，并通过分离器中的收集管分别收集。
副蒸发器是主蒸发器的辅助装置，用于进一步提高溶液的浓缩效果。
副蒸发器通常由一个或多个副蒸发单元组成，每个副蒸发单元都与主蒸发器相连。
在副蒸发器中，副蒸发液被加热和蒸发，部分蒸汽通过封闭的管道系统被输送到主蒸发器中进行再次蒸发。
由于蒸汽经过副蒸发过程已经预热，进入主蒸发器的蒸汽温度较高，提高了主蒸发器的蒸发效率。
余热锅是三效蒸发器的热能回收设备，用于回收主蒸发器和副蒸发器的废热。
余热锅内部通过多级管道和换热器，将主蒸发器和副蒸发器中产生的热能传递给待浓缩的溶液。
通过这种方式，三效蒸发器能够充分利用热能，提高能源利用效率。
除了上述构造，三效蒸发器还包括进料系统、排料系统和控制系统等辅助组件。
进料系统用于将待浓缩的溶液输送到蒸发器中，并通过流量控制装置控制进料速率。
排料系统用于从蒸发器中排出浓缩后的液体。
控制系统负责监测和调节三效蒸发器的运行参数，如温度、压力和流量等。
三效蒸发器的工作原理是利用多级蒸发和多级分离的原理，通过逐级蒸发和分离来实现溶液的浓缩。
溶液首先进入主蒸发器，经过多级蒸发和分离后，其中一部分流入副蒸发器再次蒸发。
副蒸发器蒸发产生的蒸汽再次进入主蒸发器进行再次蒸发，从而提高了蒸发效果。
通过连续的蒸发和分离过程，溶液中的可溶性物质逐渐浓缩，而纯净的溶剂蒸发成蒸汽，可以被回收和再利用。
总的来说，三效蒸发器是一种高效的分离装置，通过多级蒸发和多级分离的原理，实现了溶液的浓缩和纯化。
升膜式蒸发器结构
升膜式蒸发器结构升膜式蒸发器是一种常用于化工工业中的设备，主要用于分离液体混合物中的溶剂和溶质。
其结构设计合理，具有高效、省能、易操作等优点。
下面将详细介绍升膜式蒸发器的结构特点和工作原理。
一、结构特点升膜式蒸发器主要由蒸发器本体、加热器、冷凝器、分离器等部分组成。
1. 蒸发器本体：蒸发器本体一般采用立式圆柱形结构，由壳体和内部分离装置组成。
壳体一般由不锈钢制成，具有较强的耐腐蚀性和耐压性。
内部分离装置采用板式结构或者填料结构，可以增加蒸发器的传质效率。
2. 加热器：加热器一般由电热管、蒸汽加热器或者燃气加热器组成，用于提供热量以实现液体的蒸发。
加热器的选择要根据具体工艺要求和能源成本进行考虑。
3. 冷凝器：冷凝器用于将蒸发后的蒸汽冷凝成液体，一般采用管壳式结构。
冷凝器的设计要考虑到冷却介质的供应和冷凝效果的优化。
4. 分离器：分离器用于将升膜式蒸发器中的溶剂和溶质进行分离。
一般采用高效分离器，其中装有分离填料或者板式分离器。
二、工作原理升膜式蒸发器的工作原理是通过加热器提供热量，使液体在蒸发器中蒸发。
蒸发后的蒸汽与液体一起向上流动，经过冷凝器后，蒸汽冷凝成液体，与未蒸发的液体分离。
分离后的液体通过分离器排出，而溶剂则通过升膜作用从底部向上升腾，进入分离器进行分离。
升膜式蒸发器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 加热：液体在加热器中被加热，使其蒸发。
加热器的温度和压力要根据液体的物理特性和工艺要求来选择。
2. 蒸发：蒸发后的蒸汽与液体一起向上流动，通过蒸发器本体中的分离装置进行传质和传热。
3. 冷凝：蒸汽经过冷凝器后变为液体，通过冷凝器的冷却介质的传热作用，使蒸汽冷凝成液体。
4. 分离：经过冷凝器后的液体与未蒸发的液体进行分离，分离出溶剂和溶质。
5. 升膜：溶剂通过升膜作用从底部向上升腾，进入分离器进行分离。
升膜式蒸发器具有结构简单、操作方便、传质效率高等优点，广泛应用于化工、制药、食品等领域。
蒸发器的设计计算
蒸发器的设计计算蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量为3kW，蒸发温度为7℃。
进口空气的干球温度为21℃，湿球温度为15.5℃，相对湿度为56.34%；出口空气的干球温度为13℃，湿球温度为11.1℃，相对湿度为80%。
当地大气压力为Pa。
1.蒸发器结构参数选择选择φ10mm×0.7mm紫铜管，厚度为0.2mm的铝套片作为翅片，肋片间距为2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向的管间距为25mm，沿气流方向的管排数为4，迎面风速为3m/s。
2.计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为10.4mm，沿气流方向的管间距为21.65mm，沿气流方向套片的长度为86.6mm。
设计结果为每米管长翅片表面积为0.3651m²/m。
每米管长翅片间管子表面积为0.03m²/m。
每米管长总外表面积为0.3951m²/m。
每米管长管内面积为0.027m²/m。
每米管长的外表面积为0.m²/m。
肋化系数为14.63.3.计算空气侧的干表面传热系数1）空气的物性空气的平均温度为17℃。
空气在下17℃时的物性参数为：密度为1.215kg/m³，比热容为1005kJ/(kg·K)。
2）空气侧传热系数根据空气侧传热系数的计算公式，计算得到空气侧的干表面传热系数为12.5W/(m²·K)。
根据给定的数据，蒸发器的尺寸为252.5mm×1mm×10.4mm。
空气在最窄截面处的流速为5.58m/s，干表面传热系数可以用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算得到，计算结果为68.2W/m2·K。
在确定空气在蒸发器内的变化过程时，根据进出口温度和焓湿图，可以得到空气的进出口状态点1和点2的参数，连接这两个点并延长与饱和气线相交的点w的参数为hw25kJ/kg。
dw6.6g/kg。
tw8℃。
蒸发器构造
蒸发器的构造可以根据不同的类型和用途而有所不同，但通常包括以下几个主要部分：
1. 蒸发器体：这是蒸发器的主体部分，通常由蒸发器壳体、蒸发器管束和加热介质进出口等部分组成。
蒸发器壳体可以采用不锈钢或碳钢材质，蒸发器管束通常采用不锈钢、铜等材质，其内部设计为不同的结构形式，如直管、弯管、双管等，以满足不同物料的蒸发要求。
2. 加热系统：蒸发器的加热系统主要用于提供热能，使物料得以蒸发。
加热系统通常由加热介质进出口、加热器和加热介质泵等部分组成。
加热介质可以是蒸汽、热水、导热油等。
3. 冷凝系统：冷凝系统主要用于将蒸发器内部蒸汽冷凝为液体，以便回收物料。
冷凝系统通常由冷凝器、冷却水进出口、冷凝水泵等部分组成。
冷却水通常是通过冷却塔或者冷却机组提供的。
4. 除气系统：除气系统主要用于排除蒸发器内部的气体，以保证设备正常运行。
除气系统通常由除气阀、排气管、真空计等部分组成。
5. 控制系统：控制系统主要用于监控和控制蒸发器的运行情况，保证设备的正常运行。
控制系统通常包括温度控制器、压力表、液位计、电气控制柜等部分。
此外，根据具体的用途和设计，蒸发器还可能包括其他一些辅助部件，例如支撑结构、管道、阀门等。
以上是蒸发器构造的一般概念，具体的构造会因应用场景和设计要求而有所不同。
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蒸发器的结构和设计
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1| 蒸发器的结构
蒸发器主要由加热室及分离室组成。
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器
这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器。
（2）悬筐式蒸发器
二、膜式(单程型)蒸发器
上述各种蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大，致使物料在高温下停留时间长，特别不适于处理热敏性物料。
在膜式蒸发器内，溶液只通过加热室一次即可浓缩到需要的浓度，停留时间仅为数秒或十余秒钟。
操作过程中溶液沿加热管壁呈传热一) 升膜蒸发器
（一) 升膜蒸发器
升膜蒸发器的结构如图所示，加热室由单根或多根垂直管组成，加热管长径之比为100～150，管径在25～50mm之间。
原料液经预热达到沸点或接近沸点后，由加热室底部引入管内，为高速上升的二次蒸汽带动，沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发，在加热室顶部可达到所需的浓度，完成液由分离器底部排出。
二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m／s，一般为20～50m／s，减压下可高达100～160m／s或更高。
(二) 降膜蒸发器
若蒸发浓度或粘度较大的溶液，可采用降膜蒸发器，它的加热室与升膜蒸发器类似。
原料液由加热室顶部加入，经管端的液体分布器均匀地流人加热管内，在溶液本身的重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流，并进行蒸发。
为了使溶液能在壁上均匀布膜，且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出，加热管顶部必须设置加工良好的液体分布器。